原狀取土壓灌混凝土樁在工程中的應(yīng)用

張 磊

(上海強(qiáng)勁地基工程股份有限公司，上海 200233)

原狀取土壓灌混凝土樁在工程中的應(yīng)用

張 磊

(上海強(qiáng)勁地基工程股份有限公司，上海 200233)

介紹了原狀取土壓灌混凝土樁的原理及優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合上海綠洲雅賓利花園基坑圍護(hù)工程項(xiàng)目，對(duì)工程采用的原狀取土壓灌混凝土樁施工工藝流程及要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，指出該工法在施工質(zhì)量、效率、節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)方面取得了良好的成效。

原狀取土壓灌混凝土樁，施工工藝，成樁效果

0 引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化、地下空間開(kāi)發(fā)速度不斷加快，社會(huì)各界對(duì)鉆孔灌注樁的技術(shù)要求越來(lái)越高。針對(duì)上海及軟土地區(qū)廣泛使用的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注水下混凝土樁(簡(jiǎn)稱(chēng)“鉆孔灌注樁”)技術(shù)所存在的缺陷以及其難以滿(mǎn)足綠色施工和節(jié)能減排的要求，開(kāi)展原狀取土壓灌混凝土樁技術(shù)的研究是很有必要的。

1 原狀取土壓灌混凝土樁

1.1 原狀取土壓灌混凝土樁的原理

原狀取土壓灌混凝土樁技術(shù)，是一種新型鋼筋混凝土灌注樁技術(shù)。該技術(shù)繼承了長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁的優(yōu)點(diǎn)，先采用螺旋鉆具鉆至樁底，將螺旋鉆具埋入擬成樁的樁孔中，然后通過(guò)鉆具中空管道將流態(tài)混凝土由孔底連續(xù)壓注至孔口，形成素混凝土樁，同時(shí)利用螺旋葉片的垂直輸送作用，將樁孔中的土體原狀取出，清除樁頂余土和浮漿后，將整根鋼筋籠插入素混凝土樁體中，并對(duì)孔內(nèi)混凝土進(jìn)行振搗，形成樁側(cè)無(wú)泥皮的鋼筋混凝土灌注樁。

1.2 原狀取土壓灌混凝土樁的優(yōu)點(diǎn)

1)無(wú)污漿排放，置換土原狀取出、不產(chǎn)生污染。

2)樁側(cè)無(wú)泥皮，樁體與土體直接且緊密接觸，樁側(cè)摩阻力提高30%以上。

3)無(wú)縮徑、塌孔，樁底無(wú)沉渣。

4)樁體混凝土密實(shí)，壓力灌注混凝土加振搗，提高了混凝土強(qiáng)度，與土體接觸更緊密。

5)樁垂直度、鋼筋籠定位等施工精度大幅提高。

6)機(jī)械自動(dòng)化程度高、施工現(xiàn)場(chǎng)干凈文明，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

7)與傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)式泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁相比，成樁速度提高6倍～8倍，降低施工成本10%～20%，提高了成樁質(zhì)量，消除了泥漿處理費(fèi)用，節(jié)電60%，節(jié)水100%。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

本基坑開(kāi)挖面積48 200 m2，基坑開(kāi)挖深度5.95 m～9.35 m，局部落深2.15 m～3.4 m，基坑圍護(hù)開(kāi)挖面積超大，開(kāi)挖深度深，施工影響范圍廣。本工程周邊環(huán)境較為復(fù)雜，基坑距離道路及地下管線較近，對(duì)基坑開(kāi)挖引起的變形較敏感。

2.2 工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)區(qū)屬濱海平原沉積類(lèi)型，場(chǎng)地位于上海市區(qū)火車(chē)站附近，周邊以企事業(yè)單位和住宅為主。場(chǎng)地地勢(shì)較為平坦，地面標(biāo)高(吳淞高程)在2.89 m～3.54 m之間。地貌形態(tài)單一，屬濱海平原地貌類(lèi)型。

根據(jù)勘察報(bào)告，影響本工程施工的不良地質(zhì)情況為:1)障礙物、厚填土：局部有水泥地坪，碎磚等建筑垃圾。2)管涌與流砂：開(kāi)挖面土層為第②3層粘質(zhì)粉土層，易產(chǎn)生流砂和管涌。3)軟弱土層：基坑開(kāi)挖面層以下④1層淤泥質(zhì)粘土層，是上海地區(qū)較為軟弱的土層，在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中，容易引起較大變形。

2.3 基坑圍護(hù)形式

基坑圍護(hù)形式總體上采用灌注樁+斜拋撐的圍護(hù)形式?？紤]到本基坑周邊環(huán)境較為復(fù)雜，地層主要是淤泥質(zhì)地層，對(duì)圍護(hù)樁的成樁質(zhì)量要求較高，原設(shè)計(jì)采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁進(jìn)行圍護(hù)樁施工，但在施工過(guò)程中成樁質(zhì)量離散性較大且施工進(jìn)度較慢，后采用原狀取土壓灌混凝土樁進(jìn)行圍護(hù)樁施工。樁截面尺寸：φ800 mm，樁長(zhǎng)度：15 m，樁端入土層：主要在④-1淤泥質(zhì)土層。

2.4 原狀取土壓灌混凝土樁施工流程及要點(diǎn)

1)原狀取土壓灌混凝土樁施工流程。通過(guò)分析施工條件，結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求，在本區(qū)段的一般區(qū)域中采用原狀取土壓灌混凝土樁的成樁工藝。

2)施工順序。本區(qū)段總體施工順序：采取施工一根跳兩根樁位的間隔從一側(cè)向另一側(cè)依次施工；當(dāng)距第一根樁施工時(shí)間大于48 h后，可折返至臨近第一根樁的位置施工，仍跳兩根樁位施工下一根樁，以此類(lèi)推，直至施工結(jié)束。

3)測(cè)量放線。a.為了測(cè)量成果的準(zhǔn)確性，擬選用全站儀，根據(jù)建筑物軸線和具體樁位進(jìn)行定點(diǎn)放線，并做好標(biāo)記。樁位測(cè)量誤差不大于10 mm。b.樁位定點(diǎn)經(jīng)復(fù)查無(wú)誤后，由人工配合挖機(jī)挖出雜土，進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)。c.施工時(shí)應(yīng)保證樁徑偏差不大于50 mm，垂直度偏差不大于1/200，樁位允許偏差不大于D/12 mm(D指施工樁徑)。

4)護(hù)筒埋設(shè)。根據(jù)測(cè)量技術(shù)要求，以樁位中心點(diǎn)為圓心挖出比設(shè)計(jì)樁徑大300 mm的圓坑，清除建筑垃圾和石塊，采用十字中心吊錘法將鋼制護(hù)筒(護(hù)筒直徑為D+200 mm，D為施工樁徑)垂直固定于樁位處進(jìn)行校正，達(dá)到要求后，方可埋設(shè)。

5)樁機(jī)安裝就位。a.樁機(jī)就位前應(yīng)對(duì)作業(yè)區(qū)域地基進(jìn)行處理，要求處理后的地基承載力達(dá)到160 kN/m2，若達(dá)不到需用路基箱加固，確保地基不發(fā)生不均勻沉降。b.鉆機(jī)就位前對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)測(cè)，施工時(shí)鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位點(diǎn)，穩(wěn)固鉆機(jī)，確保鉆機(jī)在施工中平正，鉆桿下端距地面10 cm～20 cm，對(duì)準(zhǔn)樁位，壓入土中，使樁中心偏差不大于10 mm。c.樁機(jī)就位后，保持樁機(jī)平穩(wěn)，調(diào)整轉(zhuǎn)塔垂直，鉆桿的連接應(yīng)牢固。d.保證鉆桿中心與護(hù)筒中心在同一鉛垂線上。e.鉆機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)將鉆機(jī)鉆頭內(nèi)的土塊、殘留的混凝土等清理干凈。f.施工前對(duì)各連接部位進(jìn)行檢查。

2.5 施工情況及分析比較

該工程于2013年2月開(kāi)工，2014年6月基坑開(kāi)挖完畢。圍護(hù)樁質(zhì)量較好，基坑變形得到有效控制，無(wú)安全事故發(fā)生，得到了各方好評(píng)。

施工完成的灌注樁型中泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的樁徑變化較大，部分樁身有縮徑，樁身質(zhì)量不一致；原狀取土壓灌混凝土樁的樁徑基本保持一致，樁身混凝土平整，樁身質(zhì)量可靠度高。

主要指標(biāo)對(duì)比分析：

1)泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁。取土方式及出土量：形成約為樁體3倍的泥漿排出；施工能耗：用電15度/m3、用水2 t/m3、用油6 L/m3；施工效率：按800 mm直徑樁長(zhǎng)30 m計(jì)算，每根樁需6 h；混凝土灌注方式：先安放鋼筋籠后灌注混凝土；成樁質(zhì)量：易發(fā)生擴(kuò)孔、縮徑、夾泥、沉渣，樁身與土體之間存在泥皮。

2)原狀取土壓灌混凝土樁。取土方式及出土量：形成約為樁體0.9倍的原狀土取出；施工能耗：用電5度/m3、用油2 L/m3、不用水；施工效率：按800 mm樁長(zhǎng)30 m計(jì)算，每根樁需1 h；混凝土灌注方式：先高壓灌注混凝土后振入鋼筋籠；成樁質(zhì)量：無(wú)擴(kuò)孔、縮徑，無(wú)泥皮、樁身直接與土體接觸，樁承載力提高15%。

通過(guò)對(duì)比可見(jiàn)，原狀取土壓灌混凝土樁技術(shù)具有無(wú)泥漿排放、節(jié)約大量水電、大幅提高工效、成樁質(zhì)量可靠、降低工程造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

原狀取土壓灌混凝土樁施工機(jī)械和創(chuàng)立的施工工藝，克服了淤泥質(zhì)軟土地區(qū)含水量大、淤泥層厚、粉土地層變化大的不利條件，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工檢驗(yàn)和比較，原狀取土壓灌混凝土樁施工技術(shù)具有施工速度快，成樁質(zhì)量好，消除了混凝土樁體中夾泥、縮徑和沉渣等現(xiàn)象，通過(guò)上下振動(dòng)使混凝土樁體強(qiáng)度得到提高，鋼筋籠整體插入定位精度高，保護(hù)層均勻，尤其重要的是施工過(guò)程不產(chǎn)生泥漿，無(wú)需護(hù)壁泥漿，施工過(guò)程無(wú)噪聲、粉塵，消除了對(duì)環(huán)境的污染，可以說(shuō)原狀取土壓灌混凝土樁技術(shù)是一種綠色的灌注樁施工技術(shù)。

[1] JGJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 劉國(guó)彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊(cè)[M].第2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

[3] DB/T360—2003，超流態(tài)混凝土灌注樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 閻明禮，張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2001.

[5] 劉錫陽(yáng).長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土成樁方法[J].施工技術(shù)，1998(9):35-36.

Application of in-situ soil sampler bored pile in engineering

Zhang Lei

(ShanghaiQiangjinFoundationEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200233,China)

The thesis introduces in-situ soil sampler bored pile principles and advantages. Combining with Shanghai lvzhou Yabinli park foundation enclosure engineering project, it describes in-situ soil sampler bored pile construction technology procedures and points, and finally points out that achieves good effect in aspects of efficiency, energy-saving and consumption-reducing and environment protection and other aspects.

in-situ soil sampler bored pile, construction technology, pile-forming effect

1009-6825(2015)16-0057-02

2015-03-29

張 磊(1986- )，男，助理工程師

TU473.14

A